功率與機(jī)車的啟動(dòng)

第3節(jié)

功率當(dāng)前第1頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)做功的快慢兩種方式都可以說明起重機(jī)做功比人快。當(dāng)前第2頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)在建筑工地上要把磚塊送上樓頂，可以用手推車，也可以用起重機(jī)吊車，有什么不同?

做功的快慢當(dāng)前第3頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)用挖掘機(jī)挖土和一個(gè)工人單獨(dú)挖土比較哪一種方法更快？

做功的快慢當(dāng)前第4頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)平均功率和瞬時(shí)功率1.求平均功率注意：（1）式中是總功除以總時(shí)間，即便是停止的那段時(shí)間也包括在內(nèi)。（2）式只能適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（1）（2）當(dāng)前第5頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)估算例題中學(xué)生（正常體重）在體育課上進(jìn)行跳繩測(cè)試，他一分鐘連續(xù)跳了120下，騰空高度約為5cm，則他克服重力做功的平均功率接近于設(shè)體重500N，

一次克服重力做W=mgh=500N×0.05m=25J所以平均功率約為：P=3000/60=50w60s跳120次所做的總功為：W總=120×25J=3000J當(dāng)前第6頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)瓦特詹姆斯·瓦特：1736年1月19日生于英國格拉斯哥，由于身體不好未受過系統(tǒng)教育，自學(xué)了天文學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和解剖學(xué)，還在父親的工廠里學(xué)到機(jī)械制造知識(shí)，后來他到倫敦的一家鐘表店當(dāng)學(xué)徒。1763年他到格拉斯哥大學(xué)工作，對(duì)原始蒸汽機(jī)作了重大改進(jìn)，發(fā)明了單缸單動(dòng)式和單缸雙動(dòng)式蒸汽機(jī)，提高了蒸汽機(jī)的熱效率和可靠性。1785年，因?qū)φ羝麢C(jī)改進(jìn)的重大貢獻(xiàn)被選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員和法蘭西科學(xué)院外籍院士。1819年8月25日瓦特在希斯菲爾德逝世。當(dāng)前第7頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)平均功率和瞬時(shí)功率2.求瞬時(shí)功率注意：（1）F和V必須在同一條直線上才能帶入計(jì)算，不共線時(shí)，先分解，再帶入。（2）功率P有可能是負(fù)數(shù)，只不過我們只想表示做功快慢，一般都是取其絕對(duì)值。P=FV當(dāng)前第8頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)經(jīng)典例題長為L的細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，開始時(shí)，細(xì)線被拉直，并處于水平位置，球處在與0點(diǎn)等高的A位置。現(xiàn)將球由靜止釋放，它由A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B的過程中，重力的瞬時(shí)功率變化的情況是A．一直在增大

B．一直在減小C．先增大后減小

D．先減小后增大答案：C當(dāng)前第9頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)估算例題在平直的公路上以一般速度行駛的自行車，所受阻力約為人和車總重的0.02倍，若人和車的質(zhì)量約為100kg，騎車人的功率最接近于

A.10-1

kW

B.10-3kW

C.1kW

D.10

kW答案：A當(dāng)前第10頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)自行車長時(shí)間功率約70W；優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員短時(shí)間功率可達(dá)到1kW。自行車功率當(dāng)前第11頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)汽車的功率寶馬X5的功率可以達(dá)到225Kw當(dāng)前第12頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)高鐵（動(dòng)車）機(jī)車的輸出功率為9600kW電力機(jī)車的功率當(dāng)前第13頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)太空渦輪泵功率46225千瓦

當(dāng)前第14頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)一些常見機(jī)器設(shè)備的功率當(dāng)前第15頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)走訪調(diào)查一下電動(dòng)車的功率為多少?實(shí)踐調(diào)查：當(dāng)前第16頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)功率習(xí)題課

機(jī)車的啟動(dòng)

當(dāng)前第17頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)開始汽車的功率為最大功率P額（額定功率）開始階段：由P=FV得F=P/V可知F很大（趨近于無窮大），所以a=(F-f)/m也很大，所以V會(huì)迅速增大隨著V增大，而P不變（P額），再由F=P/V可知F不得不減小，a也隨之減小則汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)。恒定功率的啟動(dòng)當(dāng)前第18頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)經(jīng)歷一段加速時(shí)間后當(dāng)F減小至f時(shí)，a=0，物體不再加速（速度達(dá)到最大值），處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。恒定功率的啟動(dòng)恒定功率的方式啟動(dòng)不是勻加速運(yùn)動(dòng)。這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算，不能用W=Fs計(jì)算（因?yàn)镕為變力）。最大速度(勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度)Vmax=P額/F，此時(shí)F=f，所以Vmax=P額/f當(dāng)前第19頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)用圖像表示速度隨時(shí)間變化的情況恒定功率的啟動(dòng)VtVmax圖象的彎曲形狀表明加速過程中a逐漸減小12當(dāng)前第20頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)用圖像表示功率隨時(shí)間變化的情況恒定功率的啟動(dòng)PtPmax12當(dāng)前第21頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)開始階段機(jī)車的牽引力F恒定，根據(jù)a=(F-f)/m，可得a恒定，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則V均勻增大。由P=FV可知，P也均勻增大。經(jīng)過一段勻加速后功率達(dá)到最大值P額后，F(xiàn)仍然大于f，汽車還要加速。但在P恒定（P額）的情況下，若V增大，F(xiàn)不得不減小，則a也隨之減小。此階段汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)。恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)當(dāng)前第22頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)第一階段汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)不變，a不變，V均勻增大，P均勻增大；第二階段汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，P不變，V增大，F(xiàn)減小，a減??；當(dāng)F減小至f那么大時(shí)，a=0，物體速度不再增大（速度達(dá)到最大值），此時(shí)汽車進(jìn)入第三階段勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)當(dāng)前第23頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)用圖像表示速度隨時(shí)間變化的情況VtVmax123V1恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)第一階段勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)的速度并沒有達(dá)到（全過程中的）最大速度．當(dāng)前第24頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)用圖像表示功率隨時(shí)間變化的情況PtP額123恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)當(dāng)前第25頁\共有27頁\編于星期四\20點(diǎn)1.恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)不是一直都做勻加速運(yùn)動(dòng)，只是開始一段時(shí)間勻加速，當(dāng)機(jī)車功率達(dá)到額定功率以后是變加速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大值之后是勻速直線運(yùn)動(dòng)。2.勻加速時(shí)功率不恒定，這個(gè)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Fs計(jì)算（F是恒力），不能用W=Pt計(jì)算（因?yàn)镻為變化的功率）。恒定加速度（恒力）的啟動(dòng)當(dāng)前第26頁\共有27頁\編于星期四\20